目前人类社会的大部分燃料都是由化石资源生产的，而可持续发展的需求迫使我们开发可再生资源的替代品。通过光合作用形成的生物质资源是生产生物燃料的潜在路线。在生物质资源中，木质纤维素（包含纤维素、半纤维素和木质素）含量最为丰富。由于木质纤维素是在植物生长过程中通过二氧化碳转化形成的，木质纤维素转化为燃料满足了需求的可持续发展。然而，复杂的结构阻碍了木质纤维素直接转化为燃料。因此前人先木质纤维素转化为小分子，再将这些小分子转化为燃料。木质纤维素发酵可生产重量比为 6/3/1 的丙酮、1-丁醇和乙醇 (ABE) 的混合物。在 ABE 混合物中，乙醇和 1-丁醇可直接用作生物燃料。而丙酮则需要进一步的转化才能成文生物燃料。

近日，北京化工大学肖丰收/张建研究团队与谭天伟教授合作，采用磷酸钽作为催化剂，成功实现了一步将丙酮转化为均三甲苯，产率接近 80%。均三甲苯经过催化加氢，即可成为 RP-3 燃料的重要组成部分。该成果以"Selective conversion of acetone to mesitylene over tantalum phosphate catalysts"为题，发表于 Chemical Communication。

1. 合成了具有超强固体酸的磷酸钽催化剂，高效催化丙酮转化制均三甲苯。

2. 通过动力学研究、催化剂表征和理论计算相结合，发现丙酮自缩合是反应的决速步，而强酸位点是这一步的活性位点。

具有丰富强酸性位点的磷酸钽（TaPO-1）催化剂对丙酮转化为均三甲苯具有非常高的活性。通过催化剂表征、动力学研究和理论结果表明，TaPO-1 催化剂中丰富的总强酸性位点，可有效催化丙酮羟醛缩合形成均三甲苯。通过调控强酸位点的比例可以适当抑制积碳的形成。另外，这个催化剂也可以催化 2-戊酮和 2-庚酮转化制均三丙苯和均三戊苯。我们的研究为丙酮转化制生物燃料提供了一定的思路。

• Selective conversion of acetone to mesitylene over tantalum phosphate catalysts
  Zhiyi Wu, Jian Zhang, Zerui Su, Shiyao Lu, Jianbin Huang, Yehao Liang, Tianwei Tan*（谭天伟，北京化工大学） and Feng-Shou Xiao*（肖丰收，北京化工大学）
  Chem. Commun., 2022,58, 2862-2865
  http://doi.org/10.1039/D2CC00016D

•